腮腺炎病毒首先侵入口腔黏膜和鼻腔黏膜，在上皮组织中大量繁殖后进入血液循环，经血流累及腮腺及一些组织，并在其中繁殖，再次进入血液循环，并侵犯上次未波及的一些脏器。病程早期时，从口腔、呼吸道分泌物、血、尿、乳汁、脑脊液及其他组织中，可分离到腮腺炎病毒。也有研究者从胎盘和胎儿体内分离出本病毒。根据本病患者在病程中可始终无腮腺肿胀，而脑膜脑炎、睾丸炎等可出现于腮腺肿胀之前等事实，也证明腮腺炎病毒首先侵入口鼻黏膜经血流累及各种器官组织的观点。也有人认为病毒对腮腺有特殊亲和性，因此进入口腔后即经腮腺导管而侵入腮腺，在腺体内繁殖后再进入血液循环，形成病毒血症，累及其他组织。
各种腺组织如颌下腺、睾丸、卵巢、胰腺、胸腺、甲状腺等均有受侵的机会。脑、脑膜、肝及心肌也可被累及，因此流行性腮腺炎的临床表现变化多端，脑膜脑炎是病毒直接侵犯中枢神经系统的后果，自脑脊液中有可能分离出病原体，双侧视神经也见累及。
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